1 De interne structuur van de laserprinter
De interne structuur van de laserprinter bestaat uit vier hoofdonderdelen, zoals weergegeven in Afbeelding 2-13.
Figuur 2-13 De interne structuur van de laserprinter
(1) Lasereenheid: zendt een laserstraal uit met tekstuele informatie om de lichtgevoelige trommel bloot te leggen.
(2) Papierinvoereenheid: regelt het papier zodat het op het juiste moment de printer ingaat en weer verlaat.
(3) Ontwikkelunit: Bedek het blootgestelde deel van de lichtgevoelige trommel met toner om een afbeelding te vormen die met het blote oog zichtbaar is, en breng deze over op het oppervlak van het papier.
(4) Fixeereenheid: De toner die het oppervlak van het papier bedekt, wordt gesmolten en stevig op het papier bevestigd met behulp van druk en verwarming.
2 Werkingsprincipe van de laserprinter
Een laserprinter is een apparaat dat laserscantechnologie en elektronische beeldtechnologie combineert. Laserprinters hebben verschillende functies vanwege verschillende modellen, maar de werking en het principe zijn hetzelfde.
Als we standaard HP laserprinters als voorbeeld nemen, is de werkvolgorde als volgt.
(1) Wanneer de gebruiker via het besturingssysteem van de computer een afdrukopdracht naar de printer stuurt, wordt de af te drukken grafische informatie eerst via het printerstuurprogramma omgezet in binaire informatie en tenslotte naar het hoofdbedieningspaneel verzonden.
(2) Het hoofdbedieningspaneel ontvangt en interpreteert de binaire informatie die door de driver wordt verzonden, stemt deze af op de laserstraal en stuurt het lasergedeelte aan om licht uit te zenden op basis van deze informatie. Tegelijkertijd wordt het oppervlak van de lichtgevoelige trommel opgeladen door het laadapparaat. Vervolgens wordt de laserstraal met grafische informatie gegenereerd door het laserscangedeelte om de lichtgevoelige trommel te belichten. Na de belichting wordt een elektrostatisch latent beeld gevormd op het oppervlak van de tonertrommel.
(3) Nadat de tonercartridge in contact is gekomen met het ontwikkelsysteem, wordt het latente beeld zichtbaar grafisch. Tijdens de doorgang door het transfersysteem wordt de toner onder invloed van het elektrische veld van het transferapparaat op het papier overgebracht.
(4) Nadat de overdracht is voltooid, komt het papier in contact met de elektriciteitsafvoerende zaagtand en ontlaadt de lading op het papier naar de grond. Ten slotte komt het in het hogetemperatuurfixatiesysteem terecht, waar de door de toner gevormde afbeeldingen en tekst in het papier worden geïntegreerd.
(5) Nadat de grafische informatie is afgedrukt, verwijdert het reinigingsapparaat de niet-overgedragen toner en gaat het apparaat over naar de volgende werkcyclus.
Alle bovengenoemde werkprocessen moeten zeven stappen doorlopen: opladen, belichten, ontwikkelen, overdragen, energie verwijderen, fixeren en schoonmaken.
1>. Opladen
Om ervoor te zorgen dat de lichtgevoelige trommel toner absorbeert volgens de grafische informatie, moet de lichtgevoelige trommel eerst worden opgeladen.
Momenteel zijn er twee oplaadmethoden voor printers op de markt: corona-opladen en opladen met een oplaadrol. Beide hebben hun eigen kenmerken.
Corona-oplading is een indirecte oplaadmethode waarbij het geleidende substraat van de lichtgevoelige trommel als elektrode wordt gebruikt en een zeer dunne metalen draad als tweede elektrode in de buurt van de lichtgevoelige trommel wordt geplaatst. Tijdens het kopiëren of printen wordt een zeer hoge spanning op de draad aangelegd en vormt de ruimte rond de draad een sterk elektrisch veld. Onder invloed van het elektrische veld stromen ionen met dezelfde polariteit als de coronadraad naar het oppervlak van de lichtgevoelige trommel. Omdat de fotoreceptor op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel in het donker een hoge weerstand heeft, zal de lading niet wegvloeien, waardoor het oppervlaktepotentiaal van de lichtgevoelige trommel blijft stijgen. Wanneer het potentiaal stijgt tot het hoogste acceptatiepotentiaal, eindigt het laadproces. Het nadeel van deze oplaadmethode is dat er gemakkelijk straling en ozon ontstaat.
Opladen met een laadrol is een contactlaadmethode, waarvoor geen hoge laadspanning nodig is en die relatief milieuvriendelijk is. Daarom gebruiken de meeste laserprinters laadrollen om op te laden.
Laten we het opladen van de oplaadrol als voorbeeld nemen om het hele werkproces van de laserprinter te begrijpen.
Eerst genereert het hoogspanningscircuit een hoge spanning, die het oppervlak van de lichtgevoelige trommel via de laadcomponent oplaadt met een gelijkmatige negatieve lading. Nadat de lichtgevoelige trommel en de laadrol één cyclus synchroon draaien, wordt het gehele oppervlak van de lichtgevoelige trommel opgeladen met een gelijkmatige negatieve lading, zoals weergegeven in Afbeelding 2-14.
Figuur 2-14 Schematisch diagram van het opladen
2>. blootstelling
De belichting vindt plaats rond een lichtgevoelige trommel, die met een laserstraal wordt belicht. Het oppervlak van de lichtgevoelige trommel is een lichtgevoelige laag, die het oppervlak van de aluminiumlegering bedekt en de aluminiumlegering als geleider aardt.
De lichtgevoelige laag is een lichtgevoelig materiaal dat zich kenmerkt door geleidbaarheid bij blootstelling aan licht en isolatie vóór belichting. Vóór belichting wordt de uniforme lading opgeladen door het laadapparaat, en de bestraalde plek zal na bestraling met de laser snel een geleider worden en geleiden met de geleider van de aluminiumlegering, waardoor de lading wordt afgegeven aan de grond om het tekstgebied op het printpapier te vormen. De plek die niet door de laser wordt bestraald, behoudt nog steeds de oorspronkelijke lading en vormt een blanco gebied op het printpapier. Omdat dit karakterbeeld onzichtbaar is, wordt het een elektrostatisch latent beeld genoemd.
In de scanner is ook een synchrone signaalsensor ingebouwd. Deze sensor zorgt ervoor dat de scanafstand consistent is, zodat de laserstraal die op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel wordt gestraald, het beste beeldeffect bereikt.
De laserlamp zendt een laserstraal met karakterinformatie uit, die op het roterende, veelzijdige reflecterende prisma schijnt. Het reflecterende prisma reflecteert de laserstraal via de lensgroep naar het oppervlak van de lichtgevoelige trommel, waardoor de trommel horizontaal wordt gescand. De hoofdmotor zorgt ervoor dat de lichtgevoelige trommel continu roteert om verticale scanning van de lichtgevoelige trommel door de laserlamp mogelijk te maken. Het belichtingsprincipe wordt weergegeven in Figuur 2-15.
Figuur 2-15 Schematisch diagram van een belichting
3>. ontwikkeling
Ontwikkeling is het proces waarbij gebruik wordt gemaakt van het principe van afstoting van hetzelfde geslacht en aantrekking van tegengestelde geslachten van elektrische ladingen om het elektrostatische latente beeld, onzichtbaar voor het blote oog, om te zetten in zichtbare afbeeldingen. Er bevindt zich een magneet in het midden van de magneetrol (ook wel ontwikkelmagneetrol of kortweg magneetrol genoemd), en de toner in het poederreservoir bevat magnetische stoffen die door de magneet kunnen worden geabsorbeerd. De toner moet dus worden aangetrokken door de magneet in het midden van de ontwikkelmagneetrol.
Wanneer de lichtgevoelige trommel draait naar de positie waarin deze in contact komt met de ontwikkelende magnetische rol, heeft het deel van het oppervlak van de lichtgevoelige trommel dat niet door de laser wordt bestraald dezelfde polariteit als de toner en zal geen toner absorberen. Het deel dat wel door de laser wordt bestraald, heeft daarentegen dezelfde polariteit als de toner. Integendeel, volgens het principe van afstotende werking van hetzelfde geslacht en aantrekkende werking van het tegenovergestelde geslacht, wordt toner geabsorbeerd op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel waar de laser wordt bestraald. Vervolgens worden zichtbare tonerafbeeldingen op het oppervlak gevormd, zoals weergegeven in Afbeelding 2-16.
Figuur 2-16 Ontwikkelingsprincipediagram
4>. transferdruk
Wanneer de toner met de lichtgevoelige trommel in de buurt van het printpapier wordt overgebracht, bevindt zich aan de achterkant van het papier een overdrachtsmechanisme dat een hoge druk op de achterkant van het papier uitoefent. Omdat de spanning van het overdrachtsmechanisme hoger is dan de spanning van het belichte gebied van de lichtgevoelige trommel, worden de door de toner gevormde afbeeldingen en tekst onder invloed van het elektrische veld van het oplaadmechanisme overgebracht op het printpapier, zoals weergegeven in afbeelding 2-17. De afbeeldingen en tekst verschijnen op het oppervlak van het printpapier, zoals weergegeven in afbeelding 2-18.
Figuur 2-17 Schematisch diagram van transferdruk (1)
Figuur 2-18 Schematisch diagram van transferdruk (2)
5>. Elektriciteit afgeven
Wanneer het tonerbeeld op het printpapier wordt overgebracht, bedekt de toner alleen het oppervlak van het papier. De door de toner gevormde beeldstructuur wordt gemakkelijk vernietigd tijdens het transport van het printpapier. Om de integriteit van het tonerbeeld vóór het fixeren te garanderen, passeert het na de overdracht een statische elektriciteitsfilter. Deze filter elimineert polariteit, neutraliseert alle ladingen en maakt het papier neutraal, zodat het papier de fixeereenheid soepel kan invoeren en de afdrukkwaliteit optimaal is. De afdrukkwaliteit wordt weergegeven in afbeelding 2-19.
Figuur 2-19 Schematisch diagram van vermogenseliminatie
6>. repareren
Verwarmen en fixeren is het proces waarbij druk en verhitting wordt uitgeoefend op het tonerbeeld dat op het printpapier is geadsorbeerd. Hierdoor smelt de toner en wordt deze in het printpapier ondergedompeld. Zo ontstaat er een stevige afbeelding op het oppervlak van het papier.
Het hoofdbestanddeel van toner is hars, het smeltpunt van toner is ongeveer 100°C, en de temperatuur van de verwarmingsrol van de fixatie-eenheid is ongeveer 180°C.
Tijdens het printproces, wanneer de temperatuur van de fuser een vooraf bepaalde temperatuur van ongeveer 180 graden Celsius bereikt,°C Wanneer het papier dat toner absorbeert door de opening tussen de verwarmingsrol (ook wel de bovenste rol genoemd) en de rubberen drukrol (ook wel de onderste rol genoemd) gaat, is het fusingproces voltooid. De gegenereerde hoge temperatuur verhit de toner, waardoor deze op het papier smelt en een solide afbeelding en tekst vormt, zoals weergegeven in Afbeelding 2-20.
Figuur 2-20 Principediagram van de bevestiging
Omdat het oppervlak van de verwarmingsrol is voorzien van een coating die niet goed hecht aan de toner, hecht de toner zich door de hoge temperatuur niet aan het oppervlak van de verwarmingsrol. Na het fixeren wordt het printpapier door de scheidingsklauw van de verwarmingsrol gescheiden en via de papierinvoerrol uit de printer gevoerd.
Bij het reinigingsproces wordt de toner op de lichtgevoelige trommel die niet van het papieroppervlak is overgebracht, weggeschraapt naar de tonerbak.
Tijdens het overdrachtsproces kan het tonerbeeld op de lichtgevoelige trommel niet volledig op het papier worden overgebracht. Als deze niet wordt gereinigd, wordt de toner die op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel achterblijft, meegenomen naar de volgende afdrukcyclus, waardoor het nieuwe beeld wordt vernietigd, wat de afdrukkwaliteit beïnvloedt.
Het reinigingsproces wordt uitgevoerd door een rubberen schraper, die de lichtgevoelige trommel reinigt vóór de volgende cyclus van afdrukken met de lichtgevoelige trommel. Omdat het blad van de rubberen reinigingsschraper slijtvast en flexibel is, vormt het een snijhoek met het oppervlak van de lichtgevoelige trommel. Wanneer de lichtgevoelige trommel draait, wordt de toner op het oppervlak door de schraper in de tonerbak geschraapt, zoals weergegeven in Afbeelding 2-21.
Figuur 2-21 Schematisch diagram van een reinigingsproces
Plaatsingstijd: 20-02-2023